This paper presents a comparative analysis of the results obtained in static modulus of elasticity tests of plain concrete cylindrical specimens. The purpose of this study is to identify and evaluate the influence of several factors involved in modulus of elasticity tests such as the strain measurement device used (dial indicators, electrical surface bonded strain gages, externally fixed strain gages and linear variation displacement transducer - LVDT), the type of concrete (Class C30 and Class C60) and cylindrical specimen size (100 mm x 200 mm and 150 mm x 300 mm). The modulus tests were done in two different laboratories in the Goiânia, GO region and were performed according to code ABNT NBR 8522:2008, which describes the initial tangent modulus test, characterized by strains measured at tension values of 0.5 MPa and 30% of the ultimate load. One hundred and sixty specimens were tested with statistically satisfactory results. It was concluded that the type of strain measurement device greatly influenced the modulus of elasticity results. Tests in specimens 100 mm x 200 mm showed highest statistical variation.

Keywords: concrete; specimen size; measurement; modulus of elasticity.

Este trabalho apresenta uma análise comparativa dos resultados obtidos em ensaios do módulo estático de elasticidade realizados em corpos de prova cilíndricos de concreto simples. O objetivo é identificar e avaliar a influência de alguns fatores intervenientes nos resultados do ensaio módulo de elasticidade como o tipo de equipamento utilizado para medição de deformações (compressômetro mecânico, extensômetro elétrico de colagem superficial, extensômetro elétrico de fixação externa e transdutor diferencial de variação linear, também conhecido pela sigla em inglês – LVDT), diferentes classes do concreto (Classe C30 e Classe C60) e tamanho do corpo de prova (100 mm x 200 mm e 150 mm x 300 mm). Este ensaio foi executado em dois laboratórios da região de Goiânia, GO, conforme a ABNT NBR 8522:2008 que descreve o ensaio de módulo de elasticidade tangente inicial, caracterizando a deformabilidade do concreto submetido às tensões entre 0,5 MPa e 30% da tensão de ruptura. Foram realizados ensaios em 160 corpos de prova considerando os resultados com desempenho estatisticamente satisfatório. Concluiu-se que o tipo de medidor de deformação influenciou significativamente os resultados de módulo de elasticidade. Os corpos de prova de dimensão 100 mm x 200 mm apresentaram resultados com as maiores dispersões.

Palavras-chave: concreto; dimensão; medidor; módulo de elasticidade.

Reinforced concrete beam elements are submitted to applicable loads along their life cycle that cause shear and torsion. These elements may be subject to only shear, pure torsion or both, torsion and shear combined. The Brazilian Standard Code ABNT NBR 6118:2007 [1] fixes conditions to calculate the transverse reinforcement area in beam reinforced concrete elements, using two design models, based on the strut and tie analogy model, first studied by Mörsch [2]. The strut angle θ (theta) can be considered constant and equal to 45° (Model I), or varying between 30° and 45° (Model II). In the case of transversal ties (stirrups), the variation of angle α (alpha) is between 45° and 90°. When the equilibrium torsion is required, a resistant model based on space truss with hollow section is considered. The space truss admits an inclination angle θ between 30° and 45°, in accordance with beam elements subjected to shear. This paper presents a theoretical study of models I and II for combined shear and torsion, in which ranges the geometry and intensity of action in reinforced concrete beams, aimed to verify the consumption of transverse reinforcement in accordance with the calculation model adopted As the strut angle on model II ranges from 30° to 45°, transverse reinforcement area (Asw) decreases, and total reinforcement area, which includes longitudinal torsion reinforcement (Asℓ), increases. It appears that, when considering model II with strut angle above 40°, under shear only, transverse reinforcement area increases 22% compared to values obtained using model I.

Keywords: reinforced concrete, calculation models, shear force, torsion

Elementos lineares em concreto armado estão sujeitos a solicitações tangenciais ao longo de sua vida útil. Tais solicitações são oriundas de dois esforços solicitantes: força cortante e momento torçor, podendo haver ação combinada destes esforços. A ABNT NBR 6118:2007 [1] fixa as condições para o cálculo da área de armadura transversal para absorver as tensões provenientes da força cortante, admitindo dois modelos teóricos baseados na analogia de treliça de banzos paralelos, inicialmente estudada por Mörsch [2]. O ângulo θ de inclinação da biela de compressão pode ser considerado constante e igual a 45º (Modelo I) ou variando entre 30º e 45º (modelo II). Quando o momento torçor é necessário ao equilíbrio da estrutura, considera-se um modelo resistente constituído por uma treliça espacial de seção vazada. Essa treliça admite ângulos de inclinação variando entre 30º e 45º em concordância com o modelo resistente à força cortante. Apresenta-se um estudo teórico a respeito dos modelos de cálculo I e II para força cortante combinados com a ação de momento torçor, no qual variaram-se a geometria e a intensidade das ações em vigas de concreto armado, cujo objetivo foi verificar o consumo de armadura transversal em função do modelo de cálculo adotado.
À medida que o ângulo θ diminui no modelo de cálculo II, tem-se redução na área de armadura transversal (Asw) e aumento na área total que considera a armadura longitudinal de torção (Asℓ). Verifica-se ainda que, ao considerar o modelo de cálculo II com ângulo θ acima de 40º quando da atuação apenas da força cortante, tem-se aumento em até 22% na área de armadura transversal, quando comparada com a armadura obtida utilizando o modelo de cálculo I.

Palavras-chave: concreto armado, modelo de cálculo, força cortante, momento torçor.

Resistance to the corrosion, high tensile strength, low weight, easiness and rapidity of application, is some of interesting characteristics that have contributed in the dissemination of the technique characterized by bond of the carbon fibers reinforced polymer (CFRP). The objective of this research is to develop an innovate strengthening method for RC beams, based on a high performance cement-based composite of steel fibers (macro + microfibers) to be applied in a transition layer. The purpose of this transition layer is to better control the cracking of concrete and to be late or until avoid the premature detachment of strengthening. Due to lack of similar research here the proposal, was carried through a preliminary study in short beams molded with steel fibers and strengthened with CFRP sheet, where if it verified that the conception of the transition layer is valid. Tests were developed to get a cement-based composite with characteristics to constitute the layer transition. The results shown that were possible to develop a material of high performance with a pseudo strain-hardening behavior, high strength and fracture toughness. The application of the strengthened about the layer transition surface showed significantly to improve the levels of performance of the strengthening beam. Of the carried through study it was possible to prove the efficiency of the new strengthened technique and describe various information that can be explored to become useful as criteria of project of repaired and strengthened structures.

Keywords: strengthening of beams; carbon fibers; steel fibers concrete; fracture mechanic; rehabilitation of structures.

Resistência à corrosão, elevada resistência à tração, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação, são algumas das características interessantes que têm contribuído para a disseminação da técnica de reforço caracterizada pela colagem de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) em elementos estruturais de concreto. Nesta pesquisa propõe-se uma inovação construtiva fundamentada no desenvolvimento de um compósito de alto desempenho à base de cimento Portland e fibras de aço (macro + microfibras), destinado a constituir o que está sendo preliminarmente chamado de “substrato de transição”. A finalidade desse substrato é controlar melhor a fissuração do concreto da viga e retardar ou até evitar o desprendimento prematuro do reforço polimérico. Foram realizados ensaios específicos visando à obtenção de um compósito cimentício com características apropriadas para constituir o substrato de transição. Os resultados e as análises efetuadas mostram que foi possível desenvolver um material de elevado desempenho, traduzido por um comportamento de pseudo-encruamento, com elevados ganhos de resistência e tenacidade ao fraturamento. A aplicação do reforço com manta sobre a superfície do substrato de transição, formado a partir da reconstituição do banzo tracionado da viga com o compósito cimentício que foi desenvolvido, mostrou melhorar significativamente os níveis de desempenho da peça reforçada. Comprovou-se a eficiência da técnica de reforço proposta, além de reunir uma série de informações que podem ser exploradas para se tornarem úteis como critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas.

Palavras-chave: reforço de vigas; fibras de carbono; concreto com fibras de aço; Mecânica da Fratura; reabilitação de estruturas.

The aim of this paper is to present and discuss the results obtained with a methodology used to characterize the concrete and to evaluate the structural safety against fatigue of the reinforced concrete bridge number 50A located in the Carajás railroad. An “in situ” inspection was carried out in order to assess the evolution of damage in structural elements, with reference to information available in existing projects, calculation memory and reporting of previous inspections. Extractions of concrete testimonies, alkalinity tests, sclerometry, pacometry and laboratory tests were also performed to characterize the materials mechanically and estimate the structural behavior of the bridge under higher future loads.

Keywords: bridge, structural monitoring, reinforced concrete.

O foco principal deste trabalho é apresentar e discutir os resultados obtidos com a metodologia utilizada para caracterização mecânica do concreto e avaliação da segurança estrutural à fadiga da ponte número 50A, em concreto armado, localizada na estrada de ferro Carajás. Foi realizada uma inspeção “in loco” com o objetivo de avaliar a evolução dos danos nos elementos estruturais, usando como referência informações disponibilizadas em projetos existentes, memorial descritivo de cálculo e relatórios de inspeções anteriores. Foram realizadas extrações de testemunhos, ensaios de alcalinidade, esclerometria, pacometria e ensaios laboratoriais que permitiram caracterizar mecanicamente os materiais e estimar o comportamento estrutural da obra de arte sob carregamentos futuros maiores.

Palavras-chave: ponte, monitoramento estrutural, concreto armado.

Punching strength is a critical point in the design of flat slabs and due to the lack of a theoretical method capable of explaining this phenomenon, empirical formulations presented by codes of practice are still the most used method to check the bearing capacity of slab-column connections. This paper discusses relevant aspects of the development of flat slabs, the factors that influence the punching resistance of slabs without shear reinforcement and makes comparisons between the experimental results organized in a database with 74 slabs carefully selected with theoretical results using the recommendations of ACI 318, EUROCODE 2 and NBR 6118 and also through the Critical Shear Crack Theory, presented by Muttoni (2008) and incorporated the new fib Model Code (2010).

Keywords: flat slab, punching shear, reinforced concrete, codes.

O dimensionamento à punção é um ponto crítico no projeto de lajes lisas e devido à falta de um método teórico capaz de explicar este fenômeno a verificação da capacidade resistente de ligações laje-pilar é feita normalmente utilizando-se as recomendações de normas de projeto. Este artigo discute aspectos relevantes do surgimento do sistema de lajes lisas, dos fatores que influenciam na resistência à punção de lajes sem armadura de cisalhamento e faz comparações entre os resultados experimentais de um banco de dados com 74 lajes cuidadosamente selecionadas com resultados teóricos utilizando-se as recomendações das normas ACI 318, EUROCODE 2 e NBR 6118 e também através da Teoria da Fissura Crítica de Cisalhamento, apresentada por Muttoni (2008) e incorporada à nova norma fib Model Code (2010).

Palavras-chave: lajes lisas, punção, concreto armado, normas.

This paper presents the analysis of the mechanical and durable properties of recycled aggregate concrete (RAC) for using in concrete. The porosity of recycled coarse aggregates is known to influence the fresh and hardened concrete properties and these properties are related to the specific mass of the recycled coarse aggregates, which directly influences the mechanical properties of the concrete. The recycled aggregates were obtained from construction and demolition wastes (CDW), which were divided into recycled sand (fine) and coarse aggregates. Besides this, a recycled coarse aggregate of a specific mass with a greater density was obtained by mixing the recycled aggregates of the CDW with the recycled aggregates of concrete wastes (CW). The concrete was produced in laboratory by combining three water-cement ratios, the ratios were used in agreement with NBR 6118 for structural concretes, with each recycled coarse aggregates and recycled sand or river sand, and the reference concrete was produced with natural aggregates. It was observed that recycled aggregates can be used in concrete with properties for structural concrete. In general, the use of recycled coarse aggregate in combination with recycled sand did not provide good results; but when the less porous was used, or the recycled coarse aggregate of a specific mass with a greater density, the properties of the concrete showed better results. Some RAC reached bigger strengths than the reference concrete.

Keywords: recycled aggregate, specific mass, concrete, properties.

Este artigo apresenta as análises das propriedades mecânicas e de durabilidade de concreto com agregados reciclados (CAR) para em concreto. Sabe-se que a porosidade dos agregados reciclados influencia as propriedades frescas e endurecidas do concreto e estas propriedades estão relacionadas com a massa específica dos agregados graúdo reciclado, que diretamente influencia as propriedades mecânica do concreto. Os resíduos de construção e demolição (RCD), que deram origem aos agregados reciclados, foram separados em agregado miúdo e agregado graúdo. Também, um agregado graúdo reciclado de maior densidade foi obtido misturando o agregado reciclado do RCD com o agregado reciclado de resíduo de concreto (RC). Os concretos com agregados reciclados foram produzidos com três níveis de relação a/c, as razões foram usadas de acordo com a NBR 6118 para concretos estruturais, combinando-se cada agregado graúdo reciclado com o agregado miúdo reciclado e com uma areia natural. Concretos de referência também foram produzidos utilizando-se agregados naturais. Observou-se que CAR tem potencial para aplicação como concretos estruturais. Em termos gerais, o uso combinado dos agregados graúdos e miúdos reciclados não foi vantajoso, mas as propriedades dos CAR eram tanto melhores quanto maior a massa específica dos agregados graúdos reciclados. Alguns CAR chegaram a apresentar resistências mecânicas maiores que as de seus respectivos concretos de referência.

Palavras-chave: agregado reciclado, massa específica, concreto, propriedades

This paper presents the experimental results of a research program with ceramic block masonry under compression. Four different block geometries were investigated. Two of them had circular hollows with different net area. The third one had two rectangular hollow and the last block was with rectangular hollows and a double central webs. The prisms and walls were built with two mortar type 1:1:6 (I) and 1:0,5:4 (II) (proportions by volume of cement: lime: sand). One:three small scale blocks were used to test block, prisms and walls on compression. It was possible to conclude that the block with double central webs gave better results of compressive strength showing to be more efficient. The mortar didn´t influenced the compressive strength of prisms and walls.

Keywords: ceramic blocks, structural masonry, geometry of the block.

Neste trabalho são apresentados os resultados experimentais sob compressão centrada de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos. Foram estudadas quatro diferentes geometrias de blocos designados por A, B, C e D, sendo o primeiro e segundo (A e B) com septos arredondados com diferentes áreas líquidas, o terceiro bloco (C) com furos verticais no formato retangular e o último (D) com um duplo septo central. O programa experimental abrangeu os estudos de blocos, prismas e paredes. Os prismas e as paredes foram construídas com dois traços de argamassa 1:1:6 (tipo I) e 1:0,5:4 (tipo II) (proporções em volume de cimento:cal:areia). Para tanto, foram realizadas análises da resistência à compressão do bloco, prismas e paredes, construídas com essas geometrias em escala reduzida na proporção de 1:3 das dimensões reais. Com base na análise dos resultados experimentais, pode-se concluir que o bloco tipo D, que possui duplo septo central, é o bloco mais eficiente para o uso em alvenaria estrutural entre os blocos analisados. As paredes construídas com os blocos do tipo D apresentaram uma melhor capacidade de absorver esforços verticais, devido à coincidência dos septos entre as fiadas subseqüentes, provocadas pela existência de um duplo septo central. Além disso, não se verificou influência significativa da resistência da argamassa na resistência de prismas e paredes.

Palavras-chave: bloco cerâmico, alvenaria estrutural, geometria dos blocos.